KR20140124817A - 단선을 통한 배터리의 모니터링 및 통신 - Google Patents

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Abstract

공통 신호 라인으로 하여금 집적 회로(전력 관리 유닛의 외부에 있을 수 있음)와 배터리 팩 내의 배터리 모니터링 메커니즘 사이에 데이터를 통신하도록 하고, 배터리 팩의 온도 상태를 나타내는 신호를 배터리 팩의 온도 상태를 모니터링하는 온도 모니터링 회로 또는 메커니즘에 전달하도록 하는 전력 관리 유닛이 기재된다. 전력 관리 유닛은 단선 인터페이스 또는, 주어진 시간에, 집적 회로에 의해(예를 들어, I2C 버스 또는 인터페이스를 통해) 제공되는 제어 신호에 기초하여, 배터리 팩으로부터의 신호 라인을 집적 회로 또는 온도 모니터링 회로 중 어느 하나에 선택적으로 연결시키는 멀티플렉서를 포함할 수 있다. 이런 방식으로, 전력 관리 유닛은 배터리 모니터링 메커니즘과 통신하고 신호를 전달하는 데 필요한 신호 라인의 개수를 줄일 수 있다.

Description

단선을 통한 배터리의 모니터링 및 통신{COMMUNICATION AND MONITORING OF A BATTERY VIA A SINGLE WIRE}
기재된 실시예들은 배터리 팩을 모니터링하고 통신하기 위한 기술에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 기재된 실시예들은 공통 신호 라인(signal line)을 통해 배터리 팩의 온도 상태를 나타내는 데이터 및 신호를 전달하기 위한 기술에 관한 것이다.
휴대용 전자 디바이스들의 더욱 높아지는 기능 및 성능은 배터리 팩과 같은 전력 공급원의 발전에, 부분적으로, 기인한다. 최신의 휴대용 전자 디바이스의 배터리 팩은 통상적으로 배터리 팩의 특성들, 예를 들어, 배터리 팩의 배터리에 걸친 전압, 충전 전류, 내부 임피던스, 가용 정전용량 등을 모니터링하는 회로를 포함한다. 이 정보는 통상적으로 하나 이상의 신호 라인을 통해 호스트 휴대용 전자 디바이스에 전달된다.
또한, 안전상의 이유 때문에, 배터리 팩의 온도를 적어도 주기적으로 모니터링하는 것은 많은 경우에 중요하다. 예를 들어, 배터리 팩의 온도는 충전하는 동안 모니터링될 수 있다. 배터리 팩의 온도는 통상적으로 배터리 팩의 다른 특성들을 전달하는 데 사용되는 신호 라인과는 별개의 신호 라인을 통해 호스트 휴대용 전자 디바이스에 전달된다.
그러나, 배터리 팩 특성들과 온도를 전달하기 위해 별개의 신호 라인들을 갖는 것은 휴대용 전자 디바이스의 유용한 면적 또는 공간(real estate)을 소비하게 되고, 그럼으로써 비용을 증가시킨다. 또한, 이 별개의 신호 라인들은 휴대용 전자 디바이스의 복잡성과 전력 소비를 증가시킨다.
기재된 실시예들은 전력 관리 유닛을 포함하고, 상기 전력 관리 유닛은 공통 신호 라인으로 하여금 집적 회로(전력 관리 유닛의 외부에 있을 수 있음)와 배터리 팩 내의 배터리 모니터링 메커니즘 사이에 데이터를 통신하도록 하고, 배터리 팩의 온도 상태를 모니터링하는 온도 모니터링 회로 또는 메커니즘에 배터리 팩의 온도 상태를 나타내는 신호를 전달하도록 한다. 특히, 전력 관리 유닛은 단선(single-wire) 인터페이스 또는, 주어진 시간에, 집적 회로에 의해(예를 들어, I2C 버스 또는 인터페이스를 통해) 제공되는 제어 신호(예컨대, 타이밍 신호)에 기초하여, 배터리 팩으로부터의 신호 라인을 집적 회로 또는 온도 모니터링 회로 중 어느 하나에 선택적으로 연결시키는 멀티플렉서를 포함할 수 있다. 이런 방식으로, 전력 관리 유닛은 배터리 모니터링 메커니즘과 통신하고 신호를 전달하는 데 필요한 신호 라인의 개수를 줄일 수 있다.
온도 상태는 배터리 팩을 충전하는 것이 안전한지 여부를 나타낼 수 있다. 따라서, 전력 관리 유닛은, 배터리 팩이 충전기에 연결될 때, 배터리 팩과 온도 모니터링 회로를 선택적으로 연결시킬 수 있다. 또한, 안전상의 이유 때문에, 온도 모니터링 회로에 대한 선택적 연결은 주기적일 수 있다. 또한, 이 연결은 멀티플렉서의 디폴트 구성 또는 조건일 수 있고, 전력 관리 유닛은 멀티플렉서가 배터리 팩과 집적 회로를 선택적으로 연결하고 일정 시간 간격 후에 이 디폴트 조건으로 되돌아갈 수 있다. 이런 방식으로, 제어 신호가 집적 회로에 의해 제공되지 않는 경우에도 배터리 팩의 온도 상태는 모니터링 될 수 있다.
호스트(예를 들어, 집적 회로)가 전력 절약 모드(예컨대, '슬립(sleep)' 모드)에 있는 일부 실시예에서, 신호 라인은 배터리 모니터링 메커니즘으로부터 웨이크 신호(wake signal)를 전달하여 호스트를 정상 작동 모드로 전환시키는 데 사용될 수 있다. 집적 회로 또는 온도 모니터링 회로 중 어느 하나가 배터리 팩에 선택적으로 연결될 때 이 웨이크 신호가 전달될 수 있기 때문에, 웨이크 신호는 전력 관리 유닛의 웨이크 회로 및/또는 온도 모니터링 회로에 의해 검출될 수 있다.
일부 실시예에서, 멀티플렉서가 신호 라인을 집적 회로에 선택적으로 연결할 때, 신호 라인은 또한 공급 전압까지 끌리도록(pulled) 풀-업 저항기(pull-up resistor)를 통해 공급 전압에 연결되도록 한다.
다른 실시예에서 배터리 팩, 집적 회로 및 전력 관리 유닛을 포함하는 전자 디바이스가 제공되고, 전력 관리 유닛은 신호 라인을 이용하여 배터리 팩에 연결된다. 이 배터리 팩은, 배터리; 배터리의 특성들을 모니터링하는 배터리 모니터링 메커니즘; 온도 센서; 및 배터리 모니터링 메커니즘과 온도 센서에 전기적으로 연결되는 신호 라인을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서 신호 라인 상에서 배터리 팩의 온도 상태를 나타내는 신호를 전달하고 집적 회로와 배터리 팩 사이에 데이터를 통신하기 위한 방법이 제공되고, 상기 방법은 전력 관리 유닛에 의해 수행될 수 있다. 제어 신호에 기초하여, 전력 관리 유닛은 배터리 팩 내의 배터리 모니터링 메커니즘과 통신하는 집적 회로에 신호 라인을 선택적으로 연결한다. 후속적으로, 제어 신호에 기초하여, 전력 관리 유닛은 배터리 팩의 온도 상태를 판단하는 온도 모니터링 회로에 신호 라인을 선택적으로 연결한다.
<도 1>
도 1은 본 개시 내용의 실시예에 따라 전력 관리 유닛, 집적 회로 및 배터리 팩을 포함하는 전자 디바이스를 도시하는 블록 다이어그램.
<도 2>
도 2는 본 개시 내용의 실시예에 따라 도 1의 전자 디바이스 내의 전력 관리 유닛을 도시하는 블록 다이어그램.
<도 3>
도 3은 본 개시 내용의 실시예에 따라 도 2의 전력 관리 유닛의 작동을 도시하는 블록 다이어그램.
<도 4>
도 4는 본 개시 내용의 실시예에 따라 도 2의 전력 관리 유닛의 작동을 도시하는 블록 다이어그램.
<도 5>
도 5는 본 개시 내용의 실시예에 따라 도 2의 전력 관리 유닛의 작동을 도시하는 타이밍 다이어그램.
<도 6>
도 6은 본 개시 내용의 실시예에 따라 신호 라인 상에서 배터리 팩의 온도 상태를 나타내는 신호를 전달하고 집적 회로와 배터리 팩 사이에 데이터를 통신하기 위한 방법을 도시하는 플로차트.
유사한 부호는 도면들에 걸쳐 해당하는 부분을 지칭함을 주의한다. 또한, 여러 경우의 동일한 부분은 대시(dash)를 이용하여 경우의 수와 구분된 공통 접두어에 의해 지시된다.
도 1은 전력 관리 유닛(110), 집적 회로(112)(예컨대, 프로세서, 그래픽 프로세서 및/또는 시스템 온 칩) 및 배터리 팩(114)을 포함하는 전자 디바이스(100)를 도시하는 블록 다이어그램을 나타낸다. 배터리 팩(114)은, 커넥터(118)를 통해 전자 디바이스(100)에 전력을 제공하는 배터리(116); 배터리 팩(114) 및/또는 배터리(116)의 하나 이상의 물리적 특성(예컨대, 전압, 전류, 내부 임피던스, 정전 용량, 충전 시간 등)을 모니터링하는 배터리 모니터링 메커니즘 또는 BMM(120)(예컨대, 제어 로직 및/또는 펌웨어, 이는 때때로 '가스 게이지(gas gauge)'로 통칭됨); 배터리 팩(114) 및/또는 배터리(116)의 온도를 측정하는 온도 센서(122)(예컨대, 써미스터); 및 신호 라인(124)을 포함하고, 신호 라인(124)은 전력 관리 유닛(110)에 배터리 모니터링 메커니즘(120)과 온도 센서(122)를 전기적으로 연결시킨다.
배터리 팩(114)은 세 개의 신호 라인(네 개 대신)을 이용하여 전자 디바이스(100)의 나머지 부분에 전기적으로 연결되고, 신호 라인은 전력 및 접지 커넥터(118)(명료하도록 도시되지 않음) 및 신호 라인(124)(하기에 기재된 바와 같이, 온도 모니터링 및 데이터 통신을 병행함)과 연관된 것들을 포함한다. 따라서, 배터리 팩(114)과 접속하는 데 필요한 전자 디바이스(100)의 면적이 줄어들어, 배터리 팩(114)과 전자 디바이스(100)의 비용 및 복잡성이 감소한다.
신호 라인의 개수의 감소는 배터리 모니터링 메커니즘(120)과 집적 회로(112) 사이에 데이터를 통신하고, 온도 센서(122)로부터 배터리 팩(114) 및/또는 배터리(116)의 온도(및, 더 일반적으로, 온도 상태)를 나타내는 신호를 전달하기 위하여 신호 라인(124)을 번갈아 사용함으로써 가능하다. 신호 라인(124)의 이런 공유는 전력 관리 유닛(110)에 의해 가능하다. 특히, 전력 관리 유닛(110)은 단선 인터페이스(single-wire interface, SWI)(126)를 포함할 수 있다. 뒤따르는 논의에서, 단선 인터페이스(126)가 멀티플렉서에 의해 도시되고, 집적회로(112)가 배터리 모니터링 메커니즘(120)과 데이터를 통신하는 데 사용하기 위하여 신호 라인(128) 상에서 HDQ 직렬 데이터 인터페이스(미국 텍사스주, 달라스 소재의 텍사스 인스트루먼츠, 인크.(Texas Instruments, Inc.)에서 만듦)와 같은 단선 통신 프로토콜을 구현한다. (그러나, 다른 실시예에서 단선 인터페이스(126)는 단선 통신 프로토콜을 구현한다.)
도 2는 전력 관리 유닛(110)(도 1)을 도시하는 블록 다이어그램을 나타낸다. 전력 관리 유닛(110)은, 신호 라인(124)(도 1)에 전기적으로 연결된 배터리 커넥터(210); 신호 라인(128)(도 1)을 통해 집적 회로(112)에 전기적으로 연결되는 집적 회로(IC) 커넥터(212); 인터페이스 커넥터들(208)을 통해 도 1의 집적 회로(112)로부터 제어 신호(예컨대, 타이밍 신호)(및, 더 일반적으로, 멀티플렉서(218)를 제어하는 데 사용되는 하나 이상의 명령어, 커맨드 또는 신호)를 수신하는 인터페이스 회로(214); 도 1의 배터리 팩(114) 및/또는 배터리(116)의 온도 상태를 모니터링하는 온도 모니터링 회로(216)(또는 온도 모니터링 메커니즘); 및 멀티플렉서(218)를 포함한다. 예를 들어, 제어 신호는 I2C 버스 또는 인터페이스(네덜란드, 아인트호벤 소재의 NXP 세미컨덕터스, 인크.(NXP Semiconductors, Inc.)에서 만듦)를 통해 수신될 수 있다. 그러나, 예컨대 직렬 주변장치 인터페이스 버스(Serial Peripheral Interface Bus)와 같은, 매우 다양한 통신 기술들 및 프로토콜들이 집적 회로(112)(도 1)로부터 전력 관리 유닛(110)으로 제어 신호를 전달하는 데 사용될 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 온도 모니터링 회로(216)는 온도 센서(122)(도 1)를 통해 전류를 흐르게 하는 전류 소스(220) 및 신호 라인(124)(도 1) 상에 있었던 생성된 전압을 출력하는 버퍼 또는 증폭기(222)(예컨대, 연산 증폭기)를 포함할 수 있다.
제어 신호에 기초하여, 멀티플렉서(218)는, 배터리 커넥터(210)와 집적 회로 커넥터(212), 및 배터리 커넥터(210)와 온도 모니터링 회로(216) 중 하나를 선택적으로 연결한다. 이런 방식으로, 주어진 시간에, 신호 라인(124)(도 1)은, 온도 상태를 나타내는 신호, 및 집적 회로(112)(도 1)와 배터리 모니터링 메커니즘(120)(도 1) 사이의 통신 중 하나를 전달한다. 따라서, 전력 관리 유닛(110)은 배터리 팩(114)(도 1)과 접속하는 데 사용되는 커넥터 및 신호 라인의 개수의 감소를 용이하게 할 수 있다.
온도 상태는 배터리 팩(114)(도 1) 내의 배터리(116)를 충전하는 것이 안전한지 여부를 나타낼 수 있다는 점을 주목해야 한다. 따라서, 온도 상태는 배터리 팩(114) 및/또는 배터리(116)(도 1)의 절대 온도 또는 상대 온도를 포함할 수 있고, 이는 증폭기(222)에 의한 전압 출력으로 표현될 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(122)(도 1)가 써미스터를 포함하는 실시예에서, 배터리 팩(114) 및/또는 배터리(116)(도 1)의 온도에 따라, 저항은 대략 2 내지 50 ㏀ 으로 변할 수 있다. 이 실시예들에서, 증폭기(222)에 의한 전압 출력은 0.1 내지 2.5 V 으로 변할 수 있다. (따라서, 온도 상태는 도 1의 온도 센서(122)에 의해 제공되는 아날로그 신호에 기초하여 판단될 수 있다.) 그러나, 다른 실시예에서 온도 모니터링 회로(216)는 신호 라인(124)(도 1) 상의 신호를 온도 상태를 나타내는 디지털 값(들)으로 변환하는 디지털 로직을 포함한다. 이 실시예들에서, 온도 상태는, 배터리 팩(114) 및/또는 배터리(116)(도 1)의 열적 조건, 예컨대 '충전하기에 안전함' 또는 '충전하기에 안전하지 못함', 및/또는 온도 상태에 기초한 배터리 팩(114) 및/또는 배터리(116)(도 1)의 충전에 대한 제약(예컨대, 800, 900 또는 1000 mA를 초과할 수 없는 충전 전류)을 포함할 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 이 안전성을 고려한 결과로서, 전력 관리 유닛(110)은, 배터리 팩(114)이 충전기(130)에 연결될 때(충전기는 전자 디바이스(100)에 의한 사용을 위해 가정용 교류(AC) 전기를 직류(DC) 전기로 변환할 수 있는 어댑터(132)로부터 전력을 공급받음) 배터리 팩(114)과 온도 모니터링 회로(216)(도 2)를 선택적으로 연결할 수 있다. (도 1에서, 충전기(130)로의 리턴 경로는 전자 디바이스(100)의 GND를 통해 제공될 수 있다.) 도 5를 참조하여 아래 추가로 기재한 바와 같이, 안전성 이유들로 인해 온도 모니터링 회로(216)(도 2)에 대한 선택적 연결은 주기적일 수 있다(이런 방식으로, 집적 회로(112)의 하드웨어 또는 소프트웨어 고장(failure)이 발생하는 경우에도, 배터리 팩(114) 및/또는 배터리(116)의 온도 상태는 잠재적인 불안정 상태에 대하여 모니터링이 계속될 수 있다). 또한, 배터리 팩(114)과 온도 모니터링 회로(216)(도 2)의 연결은 멀티플렉서(218)(도 2)의 디폴트 구성 또는 조건일 수 있고, 전력 관리 유닛(110)은 멀티플렉서(218)(도 2)가 배터리 팩(114)과 집적 회로(112)를 선택적으로 연결하고 일정 시간 간격(예컨대, 500 ms) 후에 이 디폴트 조건으로 되돌아갈 수 있다. 이런 방식으로, 제어 신호가 집적 회로(112)에 의해 제공되지 않더라도 배터리 팩(114) 및/또는 배터리(116)의 온도 상태는 모니터링될 수 있다.
멀티플렉서(218)(도 2)가 집적 회로(112)와 배터리 팩(114)을 선택적으로 연결할 때 집적 회로(112)와 전력 관리 유닛(110)을 연결하는 신호 라인(128)은 신호 라인(124)을 공급 전압까지 끌리도록 풀-업 저항기를 통해 공급 전압(예컨대, 1.8 V)에 전기적으로 연결될 수 있다는 점을 주목한다.
호스트(예를 들어, 집적 회로(112))가 전력 절약 모드(예컨대, '슬립' 모드)에 있는 일부 실시예에서, 신호 라인(124)은 배터리 모니터링 메커니즘(120)으로부터의 웨이크 신호를 전달하여 호스트를 정상 작동 모드로 전환시키는 데 사용될 수 있다(즉, 배터리 모니터링 메커니즘(120)이 일시적으로 '마스터(master)'가 되고 집적 회로(112)는 일시적으로 '슬레이브(slave)'가 되는 실시예에서, 신호 라인(124)은, 낮은 배터리 전압과 같은, 배터리 모니터링 메커니즘(120)이 집적 회로(112)를 웨이크해서 집적 회로가 마스터가 되기를 원하는 상태가 발생했음을 나타내는 데 사용될 수 있음). 이 웨이크 신호는 집적 회로(112) 또는 온도 모니터링 회로(216)(도 2) 중 어느 하나가 배터리 팩(114)에 선택적으로 연결될 때 전달될 수 있기 때문에 웨이크 신호는 전력 관리 유닛(110)의 웨이크 회로 및/또는 온도 모니터링 회로(216)(도 2)에 의해 검출될 수 있다.
이것은 도 2에 도시된다. 특히, 전력 관리 유닛(110)은, 멀티플렉서(218)가 배터리 팩(114)(도 1)에 집적 회로(112)(도 1)를 선택적으로 연결할 때 웨이크 신호를 검출하는 웨이크 회로(224)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 웨이크 신호는, 이 신호 라인 또는 버스가 명목상 1.8 V에서 유휴(idle)하는 동안, 신호 라인(124)(도 1) 상에서 하이에서 로우로(high-to-low) 변환될 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 웨이크 회로(224)는 웨이크 신호를 나타내는 디지털 값을 검출할 수 있는 버퍼 또는 로직 게이트를 포함할 수 있다. (따라서, 웨이크 회로(224)는 범용 입력/출력 핀(General Purpose Input/Output pin)으로서 기능할 수 있다.) 이 디지털 값은 후속적으로 집적 회로(112)(도 1)에 전달될 수 있다.
또한, 온도 모니터링 회로(216)는 배터리 팩(114) 및/또는 배터리(116)(도 1)의 온도 상태가 모니터링되고 있을 때 웨이크 신호를 검출하기 위하여 비교기(226) 및 AND 게이트(228)(및, 더 일반적으로, 제어 로직)를 포함할 수 있다. (따라서, 비교기(226) 및 AND 게이트(228)는 웨이크 신호를 구성할 수 있다.) 특히, 온도 상태가 모니터링되고 있을 때, 배터리 모니터링 메커니즘(120)으로부터의 웨이크 신호는 도 1의 온도 센서(122)와 연관된 최소 전압 레벨 미만인(예컨대, 0.1 V 미만의 전압) 신호 라인(124)(도 1) 상의 전압을 끌어올리는 것을 포함할 수 있다. 이런 저 전압 웨이크 신호는 비교기(226)에 의해 검출될 수 있다. 멀티플렉서(218)가 일반적으로 온도 모니터링 회로(216)와 배터리 팩(114)(도 1)을 선택적으로 연결하는 경우, 제어 신호에 의해 나타나는 바와 같이, AND 게이트(228)는 웨이크 신호가 존재한다는 것을 나타내는 디지털 값을 출력할 수 있다. 이 디지털 값은 집적 회로(112)(도 1)에 전달될 수 있다.
전력 관리 유닛(110)의 작동이 도 3 및 도 4에 추가로 도시된다. 도 3은 소위 '가스 게이지 모드' 동안의 전력 관리 유닛(110)의 작동을 도시하는 블록 다이어그램을 나타내고, 가스 게이지 모드에서 멀티플렉서(218)는 신호 라인(124)에 신호 라인(128)을 선택적으로 연결하고(즉, 집적 회로(112)가 배터리 모니터링 메커니즘(120)과 데이터 통신함), 이는 도 3에서 굵은 선으로 도시된 바와 같다. 신호 라인(128)이 신호 라인(124)에 선택적으로 연결될 때, 신호 라인(124) 상의 공칭 전압(nominal voltage)은 공급 전압(예컨대, 1.8 V)으로 풀 업될 수 있다.
앞서 언급된 바와 같이, 후속의 '온도 모니터링 모드' 동안, 멀티플렉서(218)는 제어 신호에 기초하여 온도 모니터링 회로(216)와 신호 라인(124)을 선택적으로 연결할 수 있다. 대안적으로, 멀티플렉서(218)는 신호 라인(124)에 신호 라인(128)을 선택적으로 연결하고 일정 시간 간격 후에 디폴트 조건(및, 예를 들면, 온도 모니터링 모드)으로 되돌아갈 수 있다. 도 5를 참조하여 추가로 기재되는 바와 같이, 이러한 메커니즘들 중 어느 하나로 인해, 가스 게이지 모드의 지속 시간은 500 ms일 수 있다. 더 일반적으로, 지속 시간은 배터리 팩(114) 및/또는 배터리(116)의 열시간 상수(thermal time constant) 의 일부분이어서, 온도 상태가 시간 듀레이션 동안 크게 변하지 않도록 한다.
도 4는 온도 모니터링 모드 동안의 전력 관리 유닛(110)의 작동을 도시하는 블록 다이어그램을 나타낸다. 앞서 언급한 바와 같이, 온도 모니터링 회로(216)는 배터리 팩(114) 및/또는 배터리(116)의 온도 상태를 주기적으로 모니터링할 수 있고, 이는 도 4에서 굵은 선으로 도시된 바와 같다. 예를 들어, 도 5를 참조하여 아래에 추가로 기재한 바와 같이, 온도 모니터링 모드 동안, 온도 모니터링 회로(216)는 10 ms 마다 200 μs 동안 온도 상태를 모니터링 할 수 있다. 다시 한번, 이 듀티 사이클 및 모니터링 주기는 배터리 팩(114) 및/또는 배터리(116)의 열시간 상수에 기초하여 선택될 수 있어서, 온도 상태가 온도 모니터링 회로(216)에 의한 온도 상태의 판단들 간에 크게 변하지 않도록 한다.
온도 모니터링 모드로부터 가스 게이지 모드로 전환되는 것은 인터페이스 회로(214)를 통해 집적 회로(112)에 의해 개시될 수 있다는 것을 주목해야 한다. 호스트가 전력 절약 또는 슬립 모드에 있는 경우, 배터리 모니터링 메커니즘(120)은 신호 라인(124)을 통해 웨이크 신호를 전달함으로써 호스트를 먼저 웨이크 업할 수 있다. 집적 회로(112)가 정상 작동 모드가 된 후에, 전력 관리 유닛(110)(및, 그리하여, 멀티플렉서(218))로 하여금 가스 게이지 모드로 전환하도록 명령할 수 있다.
도 5는 전력 관리 유닛(110)의 작동을 도시하는 타이밍 다이어그램(500)을 나타낸다. 온도 모니터링 모드(510) 동안, 제어 신호(512)는 10 ms 마다 200 μs 동안 멀티플렉서(218)에 의한 온도 모니터링 회로(216)와 온도 센서(122)(도 1 내지 도 4)의 선택적 연결을 용이하게 할 수 있다. 온도 모니터링 동안, 신호 라인(124) 상의 신호(514)(도 1, 도 3 및 도 4)는 (도 1, 도 3 및 도 4의 배터리 팩(114) 및/또는 배터리(116)의 온도에 따라) 대략 0.1 내지 2.5 V 로 변할 수 있다. 유사하게, 가스 게이지 모드(516) 동안, 제어 신호(512)는 대략 500 ms 동안 멀티플렉서(218)에 의한 집적 회로(112)와 배터리 모니터링 메커니즘(120)(도 1, 도 3 및 도 4)의 선택적 연결을 용이하게 할 수 있어서, 단선 통신 프로토콜을 사용하여 데이터(518)가 전달될 수 있도록 한다.
이제 방법의 실시예들이 기재된다. 도 6은 신호 라인 상에서 배터리 팩(또는 배터리)의 온도 상태를 나타내는 신호를 전달하고, 집적 회로와 배터리 팩 사이에 데이터 통신하는 방법(600)을 도시하는 플로차트를 나타내고, 상기 방법은 전력 관리 유닛(예컨대, 도 1의 전력 관리 유닛(110))에 의해 수행될 수 있다. 제어 신호에 기초하여, 전력 관리 유닛은 배터리 팩 내의 배터리 모니터링 메커니즘과 통신하는 집적 회로에 신호 라인을 선택적으로 연결한다(단계 610). 후속적으로, 제어 신호에 기초하여, 전력 관리 유닛은 배터리 팩의 온도 상태를 판단하는 온도 모니터링 회로에 신호 라인을 선택적으로 연결한다(단계 612).
방법(600)의 일부 실시예에서, 단계들의 추가 또는 삭제가 있을 수 있다. 또한, 단계들의 순서는 변경될 수 있고/있거나, 둘 이상의 단계가 단일 단계로 조합될 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 일반적으로 전력 관리 유닛(110)의 기능들은 소프트웨어 및/또는 컴포넌트 고장을 직면해도 안전하고 신뢰성있는 작동을 보장하기 위하여 하드웨어에서 구현될수 있다. 그러나, 일부 실시예에서, 전자 디바이스(100)에서 수행되는 작동들 중 적어도 일부는 소프트웨어에서 구현된다. 따라서, 전자 디바이스(100)는 하나 이상의 프로그램 모듈 또는 선택적인 메모리 보조시스템(134)(예컨대, DRAM이나 다른 유형의 휘발성 또는 비휘발성 컴퓨터 판독가능 메모리)에 저장되는 명령어들의 세트를 포함할 수 있고, 이들은 집적 회로(112)의 처리 보조시스템에 의해 실행될 수 있다. (일반적으로, 전력 관리 기술은 하드웨어에서 더 많이, 소프트웨어에서 더 적게 구현되거나, 소프트웨어에서 더 많이, 하드웨어에서 더 적게 구현될 수 있고, 이는 관련 기술 분야에서 잘 알려져 있다.) 하나 이상의 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 프로그램 메커니즘을 구성할 수 있다. 또한, 선택적인 메모리 보조시스템(134) 내의 다양한 모듈들의 명령어들이, 하이 레벨 절차 본위 언어(high-level procedural language), 객체 지향 프로그래밍 언어(object-oriented programming language), 및/또는 어셈블리어 또는 기계어 등으로 구현될 수 있다. 프로그래밍 언어는 처리 보조시스템에 의해 실행되도록 컴파일링 되거나 번역되는, 예를 들어, 구성가능하거나 구성될 수 있다.
전자 디바이스(100)의 컴포넌트들은 신호 라인, 링크 또는 버스를 이용하여 연결될 수 있다. 전기 통신이 도시적인 예로서 사용되었지만, 일반적으로 이 연결들은 신호 및/또는 데이터의 전기적, 광학적, 전기-광학적 통신을 포함할 수 있다. 또한, 상기 실시예에서, 일부 컴포넌트들은 다른 컴포넌트에 직접 연결되는 것으로 도시되는 반면, 다른 컴포넌트들은 중간 컴포넌트를 통해 연결되는 것으로 도시된다. 각각의 예에서 상호연결(interconnection), 또는 '커플링(coupling)'의 방법은 둘 이상의 회로 노드, 또는 터미널 사이에 몇몇의 원하는 통신을 구축한다. 그와 같은 커플링은 종종 다수의 회로 구성물을 사용하여 수행될 수 있고, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 이해될 것이고, 예를 들어, AC 커플링 및/또는 DC 커플링이 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 이들 회로, 컴포넌트 및 디바이스의 기능은 하나 이상의, 특정 용도 집적 회로(ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA), 및/또는 디지털 신호 프로세서(DSP)에서 구현될 수 있다. 또한, 회로 및 컴포넌트는 바이폴라, PMOS 및/또는 NMOS 게이트 또는 트랜지스터를 사용하여 구현될 수 있고, 이런 실시예들의 신호는 대략적으로 이산적인 값을 갖는 디지털 신호 및/또는 연속적인 값을 갖는 아날로그 신호를 포함할 수 있다. 또한, 컴포넌트 및 회로는 단일 단부형(single-ended) 또는 차동형(differential)일 수 있고, 전력 공급은 단극형(unipolar) 또는 양극형(bipolar) 일 수 있다.
또한, 충전기(130)는 아날로그 및/또는 디지털 회로를 사용하여 구현되는 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 임의의 조합을 포함할 수 있고, 하나 이상의 프로세서, 및 휘발성 및 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 충전기(130)는 하나 이상의 칩 또는 칩 셋을 포함하고, 다른 실시예에서 충전기(130)는 충전기(130)의 기능 중 일부를 수행하는 집적 회로(112)의 시스템 관리 제어기(system management controller, SMC)와 협력하여 작동할 수 있다. 이 실시예들에서, 충전기 및 SMC는 마스터-슬레이브 또는 슬레이브-마스터 구성에서 작동할 수 있다.
또한, 배터리 팩(114)은 전자 디바이스(100)에 전력을 공급할 수 있는 임의의 유형의 배터리 팩일 수 있고, 임의의 기술로 구현될 수 있다. 일부 실시예에서, 배터리 팩(114)은 하나 이상의 분리된 배터리 및/또는 배터리 셀을 포함한다.
본 명세서에서 기재된 회로 중 하나 이상을 포함하는 집적 회로, 또는 집적 회로의 일부를 설계하는 공정의 출력물은, 예를 들어, 자기 테이프 또는 광학 또는 자기 디스크와 같은 컴퓨터 판독가능 매체일 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 데이터 구조, 또는 집적 회로 또는 집적 회로의 일부로서 물리적으로 예시될 수 있는 회로를 설명하는 기타 정보로 인코딩될 수 있다. 다양한 포맷들이 그와 같은 인코딩에 사용될 수 있지만, 이 데이터 구조들은 통상적으로, 칼텍 중간체 포맷(Caltech Intermediate Format, CIF), 칼마 GDS II 스트림 포맷(Calma GDS II Stream Format, GDSII) 또는 전자 설계 교환 포맷(Electronic Design Interchange Format, EDIF)으로 기술된다. 집적 회로 설계의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 상기 유형의 개략도 및 해당하는 설명으로부터 그와 같은 데이터 구조를 개발하고, 그 데이터 구조를 컴퓨터 판독가능 매체에 인코딩할 수 있다. 집적 회로 제조의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 그와 같은 인코딩된 데이터를 사용하여 본 명세서에 기재된 회로 중 하나 이상을 포함하는 집적 회로를 제조할 수 있다.
전자 디바이스(100)는, 배터리 팩을 포함할 수 있고 어댑터 및 충전기로부터 전류를 공급받을 수 있는 다양한 디바이스들을 포함할 수 있고, 전자 디바이스(100)는, 랩톱 컴퓨터, 미디어 플레이어(예컨대, MP3 플레이어), 가전기기, 서브노트북/넷북, 태블릿 컴퓨터, 스마트폰, 셀룰러 전화, 네트워크 가전기기, 셋톱 박스, 개인용 디지털 단말기(PDA), 장난감, 제어기, 디지털 신호 프로세서, 게임 콘솔, 디바이스 제어기, 가전기기 내의 연산 엔진, 소비자 전자 디바이스, 휴대용 컴퓨팅 디바이스 또는 휴대용 전자 디바이스, 개인용 오거나이저, 및/또는 기타 전자 디바이스를 포함한다.
특정 구성요소가 전자 디바이스(100)를 기술하는 데 사용되지만, 대안적인 실시예에서, 상이한 구성요소 및/또는 보조시스템이 전자 디바이스(100)에 존재할 수 있다. 예를 들어, 배터리(114)는 작동하는 동안 배터리(116)의 손상을 방지하기 위한 보호 회로를 포함할 수 있다. 또한, 컴포넌트들 중 하나 이상의 컴포넌트는 전자 디바이스(100)에 존재하지 않을 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 전자 디바이스(100)는 도 1에 도시되지 않은 하나 이상의 추가적인 컴포넌트를 포함할 수 있다. 또한, 구분된 컴포넌트들이 도 1에 도시되지만, 일부 실시예에서, 일부 또는 모든 주어진 컴포넌트가 전자 디바이스(100) 내의 다른 컴포넌트들 중 하나 이상의 컴포넌트로 통합될 수 있고/있거나 전자 디바이스(100) 내의 컴포넌트들의 위치가 바뀔 수 있다.
전술한 기재에서, '일부 실시예들'이 인용된다. '일부 실시예들'은 모든 가능성 있는 실시예들의 서브셋을 기재하지만 언제나 동일한 실시예의 서브셋을 명시하는 것은 아님을 주의해야 한다.
전술한 설명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 개시 내용을 제작하고 이용할 수 있게 하도록 의도되고, 특정한 응용 및 그 요건의 맥락에서 제공된다. 또한, 본 개시 내용의 실시예들에 대하여 전술한 설명은 예시와 설명 목적만을 위해 제시되었다. 이는 본 개시내용을 개시된 형태들에 철저하게 하거나 제한하도록 의도되지 않는다. 따라서 많은 변경 및 변형이 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게 명백할 것이며, 본 명세서에서 설명된 일반 원리는 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 다른 실시 형태 및 응용에 적용될 수 있다. 또한, 전술한 실시예들에 대한 논의는 본 개시내용을 제한하도록 의도되지 않는다. 따라서, 본 개시내용은 개시된 실시예들로 제한되도록 의도되지 않으며, 본 명세서에 개시된 원리들 및 특징들과 일관되는 가장 넓은 범위를 허용받아야 한다.

Claims (20)

  1. 전력 관리 유닛으로서,
    배터리 팩으로부터의 신호 라인에 연결되도록 구성되는 배터리 커넥터;
    상기 배터리 팩 내의 배터리 모니터링 메커니즘과 통신하는 집적 회로에 연결되도록 구성되는 집적 회로 커넥터;
    상기 집적 회로로부터 제어 신호를 수신하도록 구성되는 인터페이스 회로;
    상기 배터리 팩의 온도 상태를 모니터링하도록 구성되는 온도 모니터링 회로; 및
    상기 배터리 커넥터, 상기 집적 회로 커넥터, 상기 인터페이스 회로, 및 상기 온도 모니터링 회로에 연결되고, 주어진 시간에, 상기 신호 라인이, 상기 온도 상태를 나타내는 신호, 및 상기 집적 회로와 상기 배터리 모니터링 메커니즘 사이의 상기 통신 중 하나를 전달하도록, 상기 제어 신호에 기초하여, 상기 배터리 커넥터와 상기 집적 회로 커넥터, 및 상기 배터리 커넥터와 상기 온도 모니터링 회로 중 하나를 선택적으로 연결시키도록 구성되는 멀티플렉서를 포함하는, 전력 관리 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 멀티플렉서는 상기 배터리 커넥터와 상기 온도 모니터링 회로를 주기적으로 연결시키는, 전력 관리 유닛.
  3. 제1항에 있어서, 상기 멀티플렉서의 디폴트 조건은 상기 배터리 커넥터와 상기 온도 모니터링 회로를 연결시키고,
    상기 전력 관리 유닛은 상기 멀티플렉서가 상기 배터리 커넥터와 상기 집적 회로 커넥터를 선택적으로 연결시키고 일정 시간 간격 후에 상기 멀티플렉서의 상기 디폴트 조건으로 되돌아가도록 구성되는, 전력 관리 유닛.
  4. 제1항에 있어서, 상기 집적 회로 커넥터는, 상기 멀티플렉서가 상기 배터리 커넥터와 상기 집적 회로 커넥터를 선택적으로 연결시킬 때, 상기 신호 라인이 공급 전압까지 끌리도록(pulled) 풀-업 저항기(pull-up resistor)를 통해 상기 공급 전압에 연결되도록 추가로 구성되는, 전력 관리 유닛.
  5. 제1항에 있어서, 상기 배터리 팩이 충전기에 연결될 때, 상기 전력 관리 유닛은, 상기 멀티플렉서를 통해, 상기 배터리 커넥터와 상기 온도 모니터링 회로를 선택적으로 연결시키도록 구성되는, 전력 관리 유닛.
  6. 제1항에 있어서, 상기 온도 상태는 상기 배터리 팩을 충전하는 것이 안전한지 여부를 나타내는, 전력 관리 유닛.
  7. 제1항에 있어서, 상기 전력 관리 유닛은 상기 신호 라인 상에서 상기 배터리 모니터링 메커니즘으로부터의 웨이크 신호(wake signal)를 검출하도록 구성되는 웨이크 회로를 추가로 포함하고,
    상기 웨이크 신호는 상기 집적 회로를 전력 절약 모드로부터 정상 작동 모드로 전환시키는, 전력 관리 유닛.
  8. 제1항에 있어서, 상기 온도 상태를 모니터링할 때, 상기 온도 모니터링 회로는 상기 신호 라인 상에서 웨이크 신호를 검출하도록 구성되고,
    상기 웨이크 신호는 상기 집적 회로를 전력 절약 모드로부터 정상 작동 모드로 전환시키는, 전력 관리 유닛.
  9. 전력 관리 유닛으로서, 배터리 팩에 연결되도록 구성되고, 제어 신호에 기초하여, 상기 전력 관리 유닛의 외부에 있는 집적 회로와 상기 배터리 팩 사이의 통신, 및 온도 모니터링 메커니즘으로의 상기 배터리 팩의 온도 상태를 나타내는 신호를 선택적으로 전달하도록 구성되는 단선(single-wire) 인터페이스를 포함하는, 전력 관리 유닛.
  10. 제9항에 있어서, 상기 단선 인터페이스의 디폴트 구성은 상기 배터리 팩과 상기 온도 모니터링 메커니즘을 선택적으로 연결시키고,
    상기 전력 관리 유닛은 상기 배터리 팩이 상기 온도 모니터링 메커니즘에 선택적으로 연결되고 일정 시간 간격 후에 상기 단선 인터페이스의 상기 디폴트 조건으로 되돌아가도록 구성되는, 전력 관리 유닛.
  11. 제9항에 있어서, 상기 온도 상태는 상기 배터리 팩을 충전하는 것이 안전한지 여부를 나타내는, 전력 관리 유닛.
  12. 제9항에 있어서, 상기 단선 인터페이스는 상기 신호 라인 상에서 상기 배터리 팩으로부터의 웨이크 신호를 검출하도록 추가로 구성되고,
    상기 웨이크 신호는 상기 집적 회로를 전력 절약 모드로부터 정상 작동 모드로 전환시키는, 전력 관리 유닛.
  13. 신호 라인 상에서 배터리 팩의 온도 상태를 나타내는 신호를 전달하고, 집적 회로와 상기 배터리 팩 사이에 데이터를 통신하기 위한 방법으로서,
    제어 신호에 기초하여, 상기 신호 라인을 상기 배터리 팩 내의 배터리 모니터링 메커니즘과 통신하는 상기 집적 회로에 선택적으로 연결시키는 단계; 및
    상기 제어 신호에 기초하여, 상기 신호 라인을 상기 배터리 팩의 온도 상태를 판단하는 온도 모니터링 회로에 선택적으로 연결시키는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 전자 디바이스로서,
    배터리 팩 - 상기 배터리 팩은,
    배터리;
    상기 배터리에 연결되고, 상기 배터리의 특성들을 모니터링하도록 구성되는, 배터리 모니터링 메커니즘;
    온도 센서; 및
    상기 배터리 모니터링 메커니즘 및 상기 온도 센서에 연결되는 신호 라인을 포함함 - 과;
    제어 신호를 제공하고 상기 배터리 모니터링 메커니즘과 통신하도록 구성되는 집적 회로와;
    전력 관리 유닛 - 상기 전력 관리 유닛은,
    상기 집적 회로에 연결되고, 상기 제어 신호를 수신하도록 구성되는 인터페이스 회로;
    상기 배터리 팩의 온도 상태를 모니터링하도록 구성되는 온도 모니터링 회로; 및
    상기 신호 라인, 상기 집적 회로, 상기 인터페이스 회로 및 상기 온도 모니터링 회로에 연결되고, 주어진 시간에, 상기 신호 라인이, 상기 온도 상태, 및 상기 집적 회로와 상기 배터리 모니터링 메커니즘 사이의 상기 통신 중 하나를 나타내는 신호를 전달하도록, 상기 제어 신호에 기초하여, 상기 신호 라인과 상기 집적 회로, 및 상기 신호 라인과 상기 온도 모니터링 회로 중 하나를 선택적으로 연결시키도록 구성되는 멀티플렉서를 포함함 - 을 포함하는, 전자 디바이스.
  15. 제14항에 있어서, 상기 멀티플렉서는 상기 배터리 팩과 상기 온도 모니터링 회로를 주기적으로 연결시키는, 전자 디바이스.
  16. 제14항에 있어서, 상기 멀티플렉서의 디폴트 조건은 상기 배터리 팩과 상기 온도 모니터링 회로를 연결시키고,
    상기 전력 관리 유닛은 상기 멀티플렉서가 상기 배터리 팩과 상기 집적 회로를 선택적으로 연결시키고 일정 시간 간격 후에 상기 멀티플렉서의 상기 디폴트 조건으로 되돌아가도록 구성되는, 전자 디바이스.
  17. 제14항에 있어서, 상기 배터리 팩이 충전기에 연결될 때, 상기 전력 관리 유닛은, 상기 멀티플렉서를 통해, 상기 배터리 팩과 상기 온도 모니터링 회로를 선택적으로 연결시키도록 구성되는, 전자 디바이스.
  18. 제14항에 있어서, 상기 온도 상태는 상기 배터리 팩을 충전하는 것이 안전한지 여부를 나타내는, 전자 디바이스.
  19. 제14항에 있어서, 상기 전력 관리 유닛은 상기 신호 라인 상에서 상기 배터리 모니터링 메커니즘으로부터의 웨이크 신호를 검출하도록 구성되는 웨이크 회로를 추가로 포함하고,
    상기 웨이크 신호는 상기 집적 회로를 전력 절약 모드로부터 정상 작동 모드로 전환시키는, 전자 디바이스.
  20. 제14항에 있어서, 상기 온도 상태를 모니터링할 때, 상기 온도 모니터링 회로는 상기 신호 라인 상에서 웨이크 신호를 검출하도록 구성되고,
    상기 웨이크 신호는 상기 집적 회로를 전력 절약 모드로부터 정상 작동 모드로 전환시키는, 전자 디바이스.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019074204A1 (ko) * 2017-10-13 2019-04-18 주식회사 엘지화학 데이터 입력 스케쥴링 장치
US11069923B2 (en) 2018-01-22 2021-07-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Battery management apparatus for transmitting and receiving data to manage battery cell using optical signal

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9465421B2 (en) * 2013-03-15 2016-10-11 Broadcom Corporation Partitioned switch mode power supply (SMPS) interface
US10033213B2 (en) * 2014-09-30 2018-07-24 Johnson Controls Technology Company Short circuit wake-up system and method for automotive battery while in key-off position
CN106294238B (zh) * 2015-05-15 2023-09-01 杭州纳雄科技有限公司 单线供电数据传输电路及传输方法
US9918373B2 (en) * 2015-10-14 2018-03-13 The Watt Stopper, Inc. Methods and apparatus for providing DC power for low voltage lighting
US10128546B2 (en) * 2016-06-07 2018-11-13 Ford Global Technologies, Llc Battery communication system for battery packs
KR102202614B1 (ko) * 2017-09-19 2021-01-12 주식회사 엘지화학 배터리 관리 시스템 및 이를 포함하는 배터리 팩
US10994617B2 (en) 2018-11-19 2021-05-04 Ford Global Technologies, Llc Distributed battery thermal runaway detection

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3534241A (en) * 1968-09-17 1970-10-13 Texas Instruments Inc Battery charger
US5414860A (en) 1991-01-29 1995-05-09 International Business Machines Incorporated Power management initialization for a computer operable under a plurality of operating systems
US5371453A (en) 1993-01-28 1994-12-06 Motorola, Inc. Battery charger system with common charge and data exchange port
US5504416A (en) * 1993-12-15 1996-04-02 Unitrode Corporation Battery charger circuit including battery temperature control
FR2714772B3 (fr) 1993-12-31 1996-04-05 Texas Instruments France Perfectionnements apportés à des batteries d'alimentation.
TW348325B (en) 1996-01-26 1998-12-21 Yamaha Motor Co Ltd Method and apparatus for monitoring deterioration of a storage battery
US5912548A (en) 1996-07-30 1999-06-15 Dallas Semiconductor Corp. Battery pack monitoring system
JP4339423B2 (ja) 1998-02-13 2009-10-07 ソニー株式会社 バッテリパック、バッテリシステム及びバッテリシステムの充電制御方法
US6005367A (en) 1998-07-14 1999-12-21 Centurion International, Inc. Smart power system
SE522234C2 (sv) * 1998-08-25 2004-01-27 Ericsson Telefon Ab L M Sätt och anordning avseende temperaturavkänning i elektriska kretsar
JP3860035B2 (ja) 2000-04-13 2006-12-20 株式会社マキタ 充電装置用のアダプタ
TW530429B (en) * 2001-12-24 2003-05-01 Avid Electronics Corp Intelligent secondary battery management method and device
US6549014B1 (en) * 2002-02-15 2003-04-15 Power Designers, Llc Battery monitoring method and apparatus
US6963186B2 (en) 2003-02-28 2005-11-08 Raymond Hobbs Battery charger and method of charging a battery
JP2004311240A (ja) * 2003-04-08 2004-11-04 Fuji Photo Film Co Ltd 電源装置
US20070257642A1 (en) 2003-06-19 2007-11-08 Sean Xiao Battery cell monitoring and balancing circuit
US7317298B1 (en) 2003-07-01 2008-01-08 American Power Conversion Corporation Discharging battery monitoring
US7439706B2 (en) 2003-10-07 2008-10-21 Akg Acoustics Gmbh Battery determination system for battery-powered devices
JP2005131770A (ja) 2003-10-31 2005-05-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池パック、電動工具及び電動工具システム
JP2005245062A (ja) 2004-02-24 2005-09-08 Matsushita Electric Works Ltd 充電制御装置及び充電式電動工具セット
KR100696780B1 (ko) 2004-11-29 2007-03-19 삼성에스디아이 주식회사 배터리팩의 모니터링 장치 및 그 방법
US7408326B2 (en) 2005-04-08 2008-08-05 Texas Instruments Incorporated Battery pack system interface with multiple mode control states
DE602006018510D1 (de) 2005-10-21 2011-01-05 Stryker Corp System und verfahren zum wiederaufladen einer harschen umgebung ausgesetzten batterie
WO2008011095A2 (en) * 2006-07-19 2008-01-24 A123 Systems, Inc. Method and system for monitoring and balancing cells in battery packs
KR101370351B1 (ko) 2006-11-20 2014-03-05 삼성전자 주식회사 컴퓨터 및 그 전원제어방법
US8274261B2 (en) * 2007-07-13 2012-09-25 Black & Decker Inc. Cell monitoring and balancing
JP4442660B2 (ja) 2007-08-10 2010-03-31 株式会社デンソー 車両システム
US8212517B2 (en) 2008-01-07 2012-07-03 Google Inc. Battery type sensing method and device for sensing battery type
US20090230923A1 (en) * 2008-03-14 2009-09-17 Eveready Battery Company, Inc. Battery management circuit
US20110136883A1 (en) 2008-04-09 2011-06-09 Lek Pharmaceuticals D.D. Granulation of active pharmaceutical ingredients
KR101042768B1 (ko) * 2008-06-03 2011-06-20 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩 및 그 충전 방법
US8269458B2 (en) * 2008-10-07 2012-09-18 Black & Decker Inc. Shared control of thermistor and dual purpose thermistor line
JP2010114802A (ja) 2008-11-10 2010-05-20 Sony Ericsson Mobilecommunications Japan Inc 無線通信装置および電源装置
JP5390925B2 (ja) * 2009-04-24 2014-01-15 パナソニック株式会社 電池パック
JP5821000B2 (ja) 2009-08-24 2015-11-24 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 充電回路
US8319479B2 (en) * 2010-03-23 2012-11-27 Ememory Technology Inc. Method of estimating battery recharge time and related device
KR101181822B1 (ko) * 2010-10-13 2012-09-11 삼성에스디아이 주식회사 배터리 관리 시스템 및 배터리 관리 방법, 이를 이용하는 전력 저장 장치
JP5840693B2 (ja) * 2010-10-18 2016-01-06 ジョンズ ホプキンズ ユニバーシティＪｏｈｎｓ Ｈｏｐｋｉｎｓ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ 充電および放電時のリチウムイオン充電式セルの内部温度を検出するバッテリ位相メータ
US9054528B2 (en) * 2010-12-22 2015-06-09 Atmel Corporation Event system and timekeeping for battery management and protection system
US9806547B2 (en) * 2011-09-29 2017-10-31 Texas Instruments Incorporated Circuits, devices, methods and systems to secure power-up for battery operating devices even with low current chargers and to execute other performances
WO2014192834A1 (ja) * 2013-05-28 2014-12-04 京セラ株式会社 電池パック及び携帯電子機器
US10103556B2 (en) * 2015-11-17 2018-10-16 Motorola Solutions, Inc. Load side method of blocking charger voltage from a battery load

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019074204A1 (ko) * 2017-10-13 2019-04-18 주식회사 엘지화학 데이터 입력 스케쥴링 장치
US11228060B2 (en) 2017-10-13 2022-01-18 Lg Chem, Ltd. Data input scheduling apparatus
US11069923B2 (en) 2018-01-22 2021-07-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Battery management apparatus for transmitting and receiving data to manage battery cell using optical signal

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